無鹵阻燃

這兩類化合物，燃燒時不揮發、不產生腐蝕性氣體，被稱為無公害阻燃劑，另外還有矽系阻燃劑及氮系阻燃劑等幾類新型的無鹵阻燃劑。

基本介紹

• 中文名：無鹵阻燃
• 類型：新的阻燃體系
• 特點：發煙量小，無有毒、腐蝕性氣體
• 主要：磷系化合物和金屬氫氧化物

無鹵阻燃

阻燃是個沉重的話題。

含鹵聚合物或與含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物具有優良的阻燃性能，曾作為阻燃材料被廣泛套用。

但是，火災發生時，這類含鹵阻燃材料會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成二次危害。新的阻燃體系，燃燒時發煙量小，不產生有毒、腐蝕性氣體。無鹵阻燃添加劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。這兩類化合物，燃燒時不揮發、不產生腐蝕性氣體，被稱為無公害阻燃劑，另外還有矽系阻燃劑及氮系阻燃劑等幾類新型的無鹵阻燃劑。

無鹵阻燃就是在材料中加入相適的無鹵阻燃劑來達到這一目的的。

無鹵阻燃分類

磷系無鹵阻燃劑

磷氮系無鹵阻燃劑還包括膨脹型無鹵阻燃劑，它主要通過凝聚相發揮作用。在較低溫度下，由酸源產生能酯化多元醇（碳源）和可作為脫水劑的酸；在稍高的溫度下，酸與多元醇（碳源）進行酯化反應，而體系中的胺則作為此酯化反應的催化劑，加速反應進行；體系在酯化反應前或酯化過程中熔化；反應過程中產生的水蒸汽和由氣源產生的不燃性氣體使已處於熔融狀態的體系膨脹發泡。磷系阻燃劑主要有磷酸酯、膦酸酯、及氧化膦以及雜環類等。 1、磷酸酯。磷酸酯阻燃劑屬於添加型阻燃劑。由於其資源豐富?價格便宜?套用十分廣泛。磷酸酯是由相應的醇或酚與三氯化磷反應?然後水解製得。市場上已經開發成功並大量使用的磷酸酯阻燃劑有磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、磷酸三異丙苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三辛酯、甲苯基二苯基磷酸酯等。磷酸酯的品種多?用途廣?但大多數磷酸酯產品為液態?耐熱性較差?且揮發性很大?與聚合物的相容性不太理想。為此?國內外開發出一批新型磷酸酯阻燃劑?如美國的Great Lake公司開發的三(1-氧代-1-磷雜-2?6?7-三氧雜雙環[2?2?2]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯?Trimer?及1-氧-4-羥甲基-2?6?7-三氧雜-1-磷雜雙環[2?2?2]辛烷(PEPA)。Trimer的特點是結構對稱?磷的含量達21.2%?PEPA的含磷量為17.2%。這兩種磷酸酯阻燃劑為白色粉末。熱穩定性非常好?且與聚合物有很好的相容性。 ?2、膦酸酯。膦酸酯阻燃劑是很有發展前途的一種阻燃劑?由於膦酸酯分子中存在C-P鍵?所以其穩定性非常好?有非常好的耐水性、耐溶劑性。國外的膦酸酯產品有Giba-Geigy公司研製的Pyrovatex為N-羥甲基丙醯胺類甲基膦酸酯?Mobil公司研製的Antiblaze為環中膦酸酯。國內也對膦酸酯進行了研究?合成出的膦酸酯有N?N-對苯二胺基?2-羥基?二苄基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯?DMMP??其中DMMP是近年開發出來的一種添加型阻燃劑。DMMP是以亞膦酸三甲酯為原料?在催化劑作用下發生異構化反應?經過分子重排製得。DMMP最顯著的特點是含磷量高達25%?阻燃效果非常好?添加量為常用阻燃劑的一半時就能發揮同樣的功效。 ?3、氧化膦。氧化膦的水解穩定性優於磷酸酯?是一種穩定性極高的有機膦化合物?可用作聚酯的阻燃劑?阻燃聚酯色澤好?機械性能好。該類阻燃劑分為兩大類?一類是添加性?另一類是反應性。近年來人們在高相對分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦單體?製備阻燃型工程塑膠已經成為研究的熱點。用含有活性官能團的氧化膦單體摻入共聚?可以製造阻燃聚酯、聚碳酸酯、環氧樹脂和聚氨酯等?通過反應將含磷單體結合到合成材料的分子鏈上?賦予材料永久的阻燃性?而且不會滲出。?4、雜環類。有機磷雜環化合物是近年來阻燃劑研究中非常活躍的領域之一?主要有五元環、六元環及螺環類化合物。其中五元磷雜環阻燃劑品種較少?一般用於聚酯和聚醯胺及聚烯烴的阻燃?六元雜環在磷雜環阻燃劑中占據主導地位?主要有磷雜氧化膦、磷酸酯、籠狀磷酸酯、膦酸酯和亞磷酸酯等?可用於聚酯、環氧樹脂和聚氨酯等多種材料的阻燃處理。磷螺環阻燃劑大多數由季戊四醇與磷化合物反應製得?分子中一般都含有大量碳?含有2個磷原子?含磷量高?阻燃效果好?可作為膨脹型阻燃劑?在材料中起到增塑、熱穩定和阻燃的作用。

無機阻燃劑

氫氧化鋁AL(OH)3其用量占阻燃劑使用總量的40%以上。氫氧化鋁本身具有阻燃、消煙、填充三個功能，因其不揮發，無毒，又可與多種物質產生協同阻燃作用，被譽為無公害無機阻燃劑。做無鹵阻燃時還要加入南京塑泰的相容劑ST-3改善聚烯烴基體與無機阻燃界面的相容性和粘接性。提高氫氧化鎂及氫氧化鋁的分散性及相容性，從而最大限度的提高電纜料的阻燃性，降低煙指數、發煙量、發熱量和一氧化碳的產生量，提升氧指數，改善滴落性能等，顯著提高材料的力學性能和熱性能。

無機阻燃劑具有價格低廉，來源廣泛，無毒、無腐蝕，在燃燒時不造成二次污染等優點。為了減少阻燃劑的有害副作用，各國都在集中力量研製高性能無機阻燃劑。微細化、表面改性、微膠囊化的無機阻燃劑必將成為塑膠行業的新寵。
總之，無機阻燃劑的發展趨勢將是高效、抑煙性好、無毒廉價、對塑膠製品使用性能影響小的阻燃劑，當前則應特別關注各種新型的無機阻燃劑。

紅磷

是一種性能優良的阻燃劑，具有高效、抑煙、低毒的阻燃效果，但易吸潮、氧化、並放出劇毒的氣體，粉塵易爆炸，呈深紅色，因此使用受到很大的限制。為了解決上述一些缺點，對紅磷進行表面處理是研究的主要方向，其中微膠囊化是最有效的方法。

可膨脹石墨

是近年出現的一種新型無鹵阻燃劑，它是由天然石墨經濃硫酸酸化處理，然後經水洗、過濾、乾燥後，再在900-1000C下膨化製得。可膨脹石墨膨脹的初始溫度為220C左右，一般在220C開始輕微膨脹230-280C迅速膨脹，之後體積可達原來的100多倍，甚至280倍。可膨脹石墨在阻燃過程中主要起到以下作用：

(1)在高聚物表面形成堅韌的炭層，將可燃物與熱源隔開；

(2)在膨脹過程中大量吸熱，降低了體系的溫度；

(3)在膨脹過程中釋放夾層中的酸根離子，促進脫水碳化，並能結合燃燒產生的自由基從而中斷鏈反應。

聚磷酸銨(APP)

是一種性能良好的無機阻燃劑，是目前磷系阻燃劑比較活躍的研究領域，其外觀為白色粉末，分解溫度>256C，聚合度在10-20之間為水溶性的，聚合度大於20的難溶於水。APP比有機阻燃劑價廉，毒性低，熱穩定性好，可單獨或與其它阻燃劑複合用於塑膠的阻燃。高溫下，APP迅速分解成氨氣和聚磷酸，氨氣可以稀釋氣相中的氧氣濃度，從而起阻止燃燒的作用。

無鹵阻燃電纜套用

無鹵，阻燃現場匯流排電纜是專為自動化系統和分散式場區的外圍設備之間的通信。現場匯流排電纜替代傳統的並行傳輸24 V或0-20 mA的信號。

無鹵阻燃電纜結構

芯線絕緣： DIN VDE 0819

顏色代碼：紅色，綠色

在層 絞合：

包裝材料：鋁箔

螢幕：鍍錫銅編織

導體：裸銅絞線

外護套：無鹵防火保護的熱塑性

護套顏色：紫色

無鹵阻燃電線電纜評分

峰值工作電壓：最大350 V

測試電壓： 1500 V

溫度範圍

靜態：-40 / +80°C

移動安裝：-30 / +80°C

無鹵阻燃電纜技術參數

最小彎曲半徑： 12×OD

特性阻抗3 - 20 MHz時： 150 O±10%

無鹵素： DIN VDE 0472

燃燒特性：無火焰傳播，阻燃性和自熄

腐蝕性：無腐蝕性大火氣體發展

煙密度非常低

對於固定安裝

耐候性：良好